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go语言并发机制 go语言为什么可以处理高并发

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为什么go语言适合开发网游服务器端前段时间在golang-China读到这个贴：
个人觉得golang十分适合进行网游服务器端开发go语言并发机制，写下这篇文章总结一下 。
从网游的角度看：
要成功的运营一款网游go语言并发机制，很大程度上依赖于玩家自发形成的社区 。只有玩家自发形成一个稳定的生态系统，游戏才能持续下去，避免鬼城的出现 。而这就需要多次大量导入用户 ， 在同时在线用户量达到某个临界点的时候，才有可能完成 。因此，多人同时在线十分有必要 。
再来看网游的常见玩法，除了排行榜这类统计和数据汇总的功能外，基本没有需要大量CPU时间的应用 。以前的项目里，即时战斗产生的各种伤害计算对CPU的消耗也不大 。玩家要完成一次操作，需要通过客户端-服务器端-客户端这样一个来回，为了获得高响应速度，满足玩家体验，服务器端的处理也不能占用太多时间 。所以，每次请求对应的CPU占用是比较小的 。
网游的IO主要分两个方面，一个是网络IO，一个是磁盘IO 。网络IO方面，可以分成美术资源的IO和游戏逻辑指令的IO，这里主要分析游戏逻辑的IO 。游戏逻辑的IO跟CPU占用的情况相似，每次请求的字节数很?。捎诙嗳送痹谙? ，因此并发数相当高 。另外，地图信息的广播也会带来比较频繁的网络通信 。磁盘IO方面，主要是游戏数据的保存 。采用不同的数据库，会有比较大的区别 。以前的项目里，就经历了从MySQL转向MongoDB这种内存数据库的过程，磁盘IO不再是瓶颈 。总体来说，还是用内存做一级缓冲，避免大量小数据块读写的方案 。
针对网游的这些特点，golang的语言特性十分适合开发游戏服务器端 。
首先，go语言提供goroutine机制作为原生的并发机制 。每个goroutine所需的内存很少，实际应用中可以启动大量的goroutine对并发连接进行响应 。goroutine与gevent中的greenlet很相像，遇到IO阻塞的时候，调度器就会自动切换到另一个goroutine执行，保证CPU不会因为IO而发生等待 。而goroutine与gevent相比，没有了python底层的GIL限制，就不需要利用多进程来榨取多核机器的性能了 。通过设置最大线程数，可以控制go所启动的线程 ， 每个线程执行一个goroutine，让CPU满负载运行 。
同时，go语言为goroutine提供了独到的通信机制channel 。channel发生读写的时候，也会挂起当前操作channel的goroutine ， 是一种同步阻塞通信 。这样既达到了通信的目的，又实现同步，用CSP模型的观点看，并发模型就是通过一组进程和进程间的事件触发解决任务的 。虽然说，主流的编程语言之间，只要是图灵完备的，go语言并发机制他们就都能实现相同的功能 。但go语言提供的这种协程间通信机制，十分优雅地揭示了协程通信的本质 ， 避免了以往锁的显式使用带给程序员的心理负担，确是一大优势 。进行网游开发的程序员，可以将游戏逻辑按照单线程阻塞式的写，不需要额外考虑线程调度的问题，以及线程间数据依赖的问题 。因为，线程间的channel通信，已经表达了线程间的数据依赖关系了，而go的调度器会给予妥善的处理 。
另外，go语言提供的gc机制，以及对指针的保护式使用，可以大大减轻程序员的开发压力，提高开发效率 。
展望未来，go语言并发机制我期待go语言社区能够提供更多的goroutine间的隔离机制 。个人十分推崇erlang社区的脆崩哲学，推动应用发生预期外行为时，尽早崩溃，再fork出新进程处理新的请求 。对于协程机制，需要由程序员保证执行的函数不会发生死循环 ， 导致线程卡死 。如果能够定制goroutine所执行函数的最大CPU执行时间 ， 及所能使用的最大内存空间，对于提升系统的鲁棒性，大有裨益 。
Go语言——goroutine并发模型参考：
Goroutine并发调度模型深度解析手撸一个协程池
Golang 的 goroutine 是如何实现的go语言并发机制？
Golang - 调度剖析【第二部分】
OS线程初始栈为2MB 。Go语言中go语言并发机制，每个goroutine采用动态扩容方式，初始2KB ， 按需增长，最大1G 。此外GC会收缩栈空间 。
BTW，增长扩容都是有代价的，需要copy数据到新的stack，所以初始2KB可能有些性能问题 。
更多关于stack的内容，可以参见大佬的文章 。聊一聊goroutine stack
用户线程的调度以及生命周期管理都是用户层面，Go语言自己实现的，不借助OS系统调用，减少系统资源消耗 。
Go语言采用两级线程模型，即用户线程与内核线程KSE（kernel scheduling entity）是M:N的 。最终goroutine还是会交给OS线程执行，但是需要一个中介，提供上下文 。这就是G-M-P模型
Go调度器有两个不同的运行队列：
go1.10\src\runtime\runtime2.go
Go调度器根据事件进行上下文切换 。
调度的目的就是防止M堵塞，空闲，系统进程切换 。
【go语言并发机制 go语言为什么可以处理高并发】 详见Golang - 调度剖析【第二部分】
Linux可以通过epoll实现网络调用，统称网络轮询器N（Net Poller） 。
文件IO操作
上面都是防止M堵塞，任务窃取是防止M空闲
每个M都有一个特殊的G，g0 。用于执行调度，gc ， 栈管理等任务 ， 所以g0的栈称为调度栈 。g0的栈不会自动增长，不会被gc，来自os线程的栈 。
go1.10\src\runtime\proc.go
G没办法自己运行 ， 必须通过M运行
M通过通过调度，执行G
从M挂载P的runq中找到G，执行G
Go CSP并发模型Go的CSP并发模型
Go实现了两种并发形式 。第一种是大家普遍认知的：多线程共享内存 。其实就是Java或者C等语言中的多线程开发 。另外一种是Go语言特有的 ， 也是Go语言推荐的：CSP（communicating sequential processes）并发模型 。
CSP 是 Communicating Sequential Process 的简称，中文可以叫做通信顺序进程，是一种并发编程模型，由 Tony Hoare 于 1977 年提出 。简单来说，CSP 模型由并发执行的实体（线程或者进程）所组成，实体之间通过发送消息进行通信，这里发送消息时使用的就是通道，或者叫 channel 。CSP 模型的关键是关注 channel ， 而不关注发送消息的实体 。Go 语言实现了 CSP 部分理论。
“不要以共享内存的方式来通信，相反，要通过通信来共享内存 。”
Go的CSP并发模型，是通过goroutine和channel来实现的 。
goroutine 是Go语言中并发的执行单位 。其实就是协程 。
channel是Go语言中各个并发结构体(goroutine)之前的通信机制 。通俗的讲 ， 就是各个goroutine之间通信的”管道“，有点类似于Linux中的管道 。
Channel
Goroutine
关于go语言并发机制和go语言为什么可以处理高并发的介绍到此就结束了，不知道你从中找到你需要的信息了吗 ？如果你还想了解更多这方面的信息，记得收藏关注本站 。

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